엔지니어링 플리스틱(E.P.) 복합소재란 기존의 범용수지(PE,PP,ABS,PVC 등)의 약점인 열적 성질과 기계적 강도를 향상시켜 자동차 및 수송기기용 부품, 소재로 사용할 수 있도록 만든 고성능 플라스틱을 의미한다. 특히,100℃ 이상의 고온에도 견딜 수 있는 내구성, 내열성, 내화학성 등 물적 특성이 우수해 자동차/기계/전지전자 부품 등에서 기존의 금속부품을 대체하는 엔지니어링 소재로 사용범위로 확대되고 있다. 또한 ...
엔지니어링 플리스틱(E.P.) 복합소재란 기존의 범용수지(PE,PP,ABS,PVC 등)의 약점인 열적 성질과 기계적 강도를 향상시켜 자동차 및 수송기기용 부품, 소재로 사용할 수 있도록 만든 고성능 플라스틱을 의미한다. 특히,100℃ 이상의 고온에도 견딜 수 있는 내구성, 내열성, 내화학성 등 물적 특성이 우수해 자동차/기계/전지전자 부품 등에서 기존의 금속부품을 대체하는 엔지니어링 소재로 사용범위로 확대되고 있다. 또한 엔지니어링 플라스틱(EP)은 복합소재는 기존 범용 플라스틱 대비 인성, 강도 및 변형에 대한 저항과 내구성, 내열성, 내화학성 등 화학적, 기계적 물성이 더 좋으며, 금속과 유사할 정도로 강도가 뛰어나며 금속보다는 가벼워 점차 금속부품소재를 대체해 나갈 수 있을 것으로 전망된다. PA66+GF30 엔지니어링플라스틱 복합소재는 Polyamide66 고분자수지에 short Glass fiber를 넣어 강화한 판상형의 GFRP 소재를 말하며 이번 연구에 사용된 자동차용 Radiator Tank에서 현재 사용되고 있는 엔지니어링 플라스틱(PE)은 Nylon계열의 열강화성수지인 Polyamide계열 PA66+GF30%라고 불리는 소재이며, 원재료의 경제성과 생산성이 우수하여 때문에 수송기기 분야에서 경량화와 자동차 부품소재 분야에서 비교적 다양하게 적용되고 있다. 금번 연구에서는 자동차용 Radiator 부품소재에 사용되는 엔지니어링 플라스틱 (Engineering Plastic ; EP)에 대한 내구성과 피로 평가를 위해 현재 새롭게 국내에서 개발한 초음파 피로시험법을 이용하여 EP 중에서도 마찰, 마모에 강하고, 내유성이 있고, 내열성이 높다고 알려진 Nylon계 범용 고분자 재료로 만들어진 PA66+GF30 엔지니어링 플라스틱(E.P) 소재에 대한 피로특성 평가하고자 하였다. 이를 위해 사출시 Glass Fiber의 일정한 Orientation을 확인할 수 있는 PA66+GF30 자동차엔지니어링 플라스틱(E.P)용 성형판재를 특정 방향(0d,45d,90d)의 따라 시편을 채취였으며 PA66+GF30 자동차엔지니어링 플라스틱(E.P) 소재의 피로시험과 내구성 확인을 위해 Enginering Plastic 복합소재의 전용실험을 위한 밀폐형 박스형태의 정밀한 고온전기로(High Temp Electric Furnance)를 개발하여 각각의 온도별(25℃, 70℃, 120℃)로 조건으로 초음파가속피로시험을 수행하였다. 이에 본 연구에서 사용된 PA66+GF30 Engineering Plastic 소재의 밀도는 1.36 g/㎤, 동탄성계수 값은 3.23GPa로 측정되었으며, 이 때 사용된 초음파피로시험의 조건으로는 초음파 진동변위 20kHz, 응력비 (R=-1)의 조건으로 두께(3T)의 PA66+GF30 E.P 복합소재용 판상시편에 대한 피로수명평가 결과 전체 응력진폭 1.0 ~ 5.0 MPa 부위에서 피로한도를 확인할 수가 있었다. 피로시험 후 파단면을 고배율의 전계방출 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 관찰한 결과 3t 두께의 판상시편의 Neck부위부터 파단된 Dimple 형상으로 파단된 구조를 확인할 수 있었다. 또한 PA66+GF30으로 만들어진 자동차용 Radiator Engineering Plastic 소재의 사출공정시 생성되는 EP의 강하재인 Glass Fiber의 Fiber Composite Matrix 상에서 Orientation에 따른 Crack의 생성, 성장 메커니즘과 이로 인한 Fatigue failure mechanism을 확인할 수가 있었다. Crack의 시작위치는 Glass Fiber가 수직, 수평의 방향성에 따른 피로집중 부위인 시작점을 관찰할 수 있었으며 이는 서로 연결된 현태의 잔금(crazing) 균열현상을 확인하였다.
엔지니어링 플리스틱(E.P.) 복합소재란 기존의 범용수지(PE,PP,ABS,PVC 등)의 약점인 열적 성질과 기계적 강도를 향상시켜 자동차 및 수송기기용 부품, 소재로 사용할 수 있도록 만든 고성능 플라스틱을 의미한다. 특히,100℃ 이상의 고온에도 견딜 수 있는 내구성, 내열성, 내화학성 등 물적 특성이 우수해 자동차/기계/전지전자 부품 등에서 기존의 금속부품을 대체하는 엔지니어링 소재로 사용범위로 확대되고 있다. 또한 엔지니어링 플라스틱(EP)은 복합소재는 기존 범용 플라스틱 대비 인성, 강도 및 변형에 대한 저항과 내구성, 내열성, 내화학성 등 화학적, 기계적 물성이 더 좋으며, 금속과 유사할 정도로 강도가 뛰어나며 금속보다는 가벼워 점차 금속부품소재를 대체해 나갈 수 있을 것으로 전망된다. PA66+GF30 엔지니어링플라스틱 복합소재는 Polyamide66 고분자수지에 short Glass fiber를 넣어 강화한 판상형의 GFRP 소재를 말하며 이번 연구에 사용된 자동차용 Radiator Tank에서 현재 사용되고 있는 엔지니어링 플라스틱(PE)은 Nylon계열의 열강화성수지인 Polyamide계열 PA66+GF30%라고 불리는 소재이며, 원재료의 경제성과 생산성이 우수하여 때문에 수송기기 분야에서 경량화와 자동차 부품소재 분야에서 비교적 다양하게 적용되고 있다. 금번 연구에서는 자동차용 Radiator 부품소재에 사용되는 엔지니어링 플라스틱 (Engineering Plastic ; EP)에 대한 내구성과 피로 평가를 위해 현재 새롭게 국내에서 개발한 초음파 피로시험법을 이용하여 EP 중에서도 마찰, 마모에 강하고, 내유성이 있고, 내열성이 높다고 알려진 Nylon계 범용 고분자 재료로 만들어진 PA66+GF30 엔지니어링 플라스틱(E.P) 소재에 대한 피로특성 평가하고자 하였다. 이를 위해 사출시 Glass Fiber의 일정한 Orientation을 확인할 수 있는 PA66+GF30 자동차엔지니어링 플라스틱(E.P)용 성형판재를 특정 방향(0d,45d,90d)의 따라 시편을 채취였으며 PA66+GF30 자동차엔지니어링 플라스틱(E.P) 소재의 피로시험과 내구성 확인을 위해 Enginering Plastic 복합소재의 전용실험을 위한 밀폐형 박스형태의 정밀한 고온전기로(High Temp Electric Furnance)를 개발하여 각각의 온도별(25℃, 70℃, 120℃)로 조건으로 초음파가속피로시험을 수행하였다. 이에 본 연구에서 사용된 PA66+GF30 Engineering Plastic 소재의 밀도는 1.36 g/㎤, 동탄성계수 값은 3.23GPa로 측정되었으며, 이 때 사용된 초음파피로시험의 조건으로는 초음파 진동변위 20kHz, 응력비 (R=-1)의 조건으로 두께(3T)의 PA66+GF30 E.P 복합소재용 판상시편에 대한 피로수명평가 결과 전체 응력진폭 1.0 ~ 5.0 MPa 부위에서 피로한도를 확인할 수가 있었다. 피로시험 후 파단면을 고배율의 전계방출 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 관찰한 결과 3t 두께의 판상시편의 Neck부위부터 파단된 Dimple 형상으로 파단된 구조를 확인할 수 있었다. 또한 PA66+GF30으로 만들어진 자동차용 Radiator Engineering Plastic 소재의 사출공정시 생성되는 EP의 강하재인 Glass Fiber의 Fiber Composite Matrix 상에서 Orientation에 따른 Crack의 생성, 성장 메커니즘과 이로 인한 Fatigue failure mechanism을 확인할 수가 있었다. Crack의 시작위치는 Glass Fiber가 수직, 수평의 방향성에 따른 피로집중 부위인 시작점을 관찰할 수 있었으며 이는 서로 연결된 현태의 잔금(crazing) 균열현상을 확인하였다.
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